5.5: Збереження біологічного різноманіття
Збереження біорізноманіття - надзвичайний виклик, який повинен вирішуватися шляхом кращого розуміння самого біорізноманіття, змін у поведінці та переконаннях людини та різних стратегій збереження.
Зміна біорізноманіття через час
Кількість видів на планеті, або в будь-якому географічному районі, є результатом рівноваги двох еволюційних процесів, які тривають: видоутворення і вимирання. Коли темпи видоутворення почнуть випереджувати темпи вимирання, кількість видів збільшиться. Аналогічно, зворотне вірно, коли темпи вимирання починають обганяти темпи видоутворення. Протягом історії життя на Землі, як це відображено у викопному записі, ці два процеси коливалися більшою чи меншою мірою, іноді призводячи до різких змін кількості видів на планеті, що відображено в викопному записі (рис.5.5.1).

Палеонтологи визначили п'ять шарів у викопному записі, які, здається, показують раптові та драматичні втрати біорізноманіття. Вони називаються масовими вимираннями і характеризуються тим, що більше половини всіх видів зникають з викопного запису. Існує багато менших, але все ще драматичних подій вимирання, але п'ять масових вимирань залучили найбільше досліджень щодо їх причин. Можна зробити аргумент, що п'ять масових вимирань - це лише п'ять найбільш екстремальних подій у безперервній серії великих подій вимирання протягом усього викопного запису (починаючи з 542 мільйонів років тому). Останнє вимирання в геологічний час, близько 65 мільйонів років тому, відбулося зникнення більшості видів динозаврів (крім птахів) та багатьох інших видів. Більшість вчених зараз погоджуються, що основною причиною цього вимирання був вплив великого астероїда на сучасному півострові Юкатан та подальший викид енергії та глобальні зміни клімату, спричинені пилом, викинутим в атмосферу.
Останні та поточні темпи вимирання
Багато біологів кажуть, що в даний час ми переживаємо шосте масове вимирання, і це здебільшого пов'язано з діяльністю людини. Існують численні недавні вимирання окремих видів, які зафіксовані в людських працях. Більшість з них збігаються з розширенням європейських колоній з 1500-х років.
Один з більш ранніх і широко відомих прикладів - птах додо. Птах додо жила в лісах Маврикія, острова в Індійському океані. Птах додо вимерла приблизно в 1662 році. На нього полювали моряки за його м'ясо і була легкою здобиччю, оскільки додо, який не розвивався з людьми, наближався до людей без страху. Завезені свині, щури і собаки, привезені на острів європейськими кораблями, також вбивали молодняк додо і яєць (рис.5.5.2).

Морська корова Стеллера вимерла в 1768 році; вона була пов'язана з ламантином і, ймовірно, колись жила уздовж північно-західного узбережжя Північної Америки. Морська корова Стеллера була відкрита європейцями в 1741 році, і на неї полювали м'ясо і масло. Всього між першим контактом морської корови з європейцями та вимиранням виду минуло 27 років. Остання морська корова Стеллера була вбита в 1768 році. В іншому прикладі останній живий пасажирський голуб помер в зоопарку в Цинциннаті, штат Огайо, в 1914 році. Цей вид колись мігрував мільйонами, але зменшився в чисельності через надмірне полювання та втрату середовища існування через розчищення лісів для сільськогосподарських угідь.
Це лише деякі з зафіксованих вимирань за останні 500 років. Міжнародний союз охорони природи (МСОП) веде список вимерлих і зникаючих видів під назвою Червоний список. Список не є повним, але він описує 380 хребетних, що вимерли після 1500 року нашої ери, 86 з яких були вигнані вимерлими шляхом надмірного полювання або перелову.
Оцінки сучасних темпів вимирання
Оцінкам темпів вимирання заважає той факт, що більшість вимирань, ймовірно, відбуваються без спостереження. Вимирання птиці або ссавця часто помічають люди, особливо якщо на нього полювали або використовували якимось іншим способом. Але є багато організмів, які менш помітні для людини (не обов'язково мають меншу цінність) і багато, які не описані.
Швидкість фонового вимирання, за оцінками, становить близько 1 на мільйон видів років (E/MSY). Один «видовий рік» - це один вид, який існує протягом одного року. Один мільйон видів років може бути одним видом, що зберігається протягом одного мільйона років, або мільйон видів, що зберігаються протягом одного року. Якщо це останнє, то одне вимирання на мільйон видів років було б одним із тих мільйонів видів, що вимерли в тому році. Наприклад, якщо існує 10 мільйонів видів, то ми очікуємо, що 10 з цих видів вимернуть за рік. Це фонова швидкість.
Одна сучасна оцінка швидкості вимирання використовує вимирання в письмовому записі з 1500 року. Тільки для птахів цей метод дає оцінку 26 E/MSY, майже втричі перевищує фонову швидкість. Однак ця величина може бути занижена з трьох причин. По-перше, багато існуючих видів не були б описані набагато пізніше періоду часу, і тому їх втрата залишилася б непоміченою. По-друге, ми знаємо, що кількість вище, ніж передбачає письмовий запис, оскільки зараз вимерлі види описуються зі скелетних останків, які ніколи не згадувалися в письмовій історії. І по-третє, деякі види, ймовірно, вже вимерли, хоча природоохоронці неохоче називають їх такими. Враховуючи ці фактори, оцінюється швидкість вимирання до близько 100 E/MSY. Прогнозований курс до кінця століття становить 1500 E/MSY.

Другий підхід до оцінки темпів вимирання в теперішній час полягає у співвідношенні втрат видів із втратою середовища існування, і він базується на вимірюванні втрат лісових територій та розумінні взаємозв'язків видів та територій. Взаємозв'язок виду та площі - це швидкість, з якою спостерігаються нові види при збільшенні обстежуваної площі (рис.5.5.3). Так само, якщо ареал проживання зменшиться, кількість побачених видів також зменшиться. Такий зв'язок також спостерігається у взаємозв'язку між площею острова та кількістю видів, присутніх на острові: як один збільшується, так і інший, хоча і не по прямій лінії. Оцінки темпів вимирання, засновані на втраті середовища проживання та взаємозв'язках видів та територій, припускають, що з приблизно 90 відсотками втрат середовища існування очікувані 50 відсотків видів вимерли. Малюнок5.5.3 показує, що зменшення площі лісів з 100 км 2 до 10 км 2, зниження на 90 відсотків, зменшує чисельність видів приблизно на 50 відсотків. Оцінки видів - площа призвели до оцінки сучасних темпів вимирання видів близько 1000 E/MSY і вище.
Збереження біорізноманіття
Загрози біорізноманіттю були визнані протягом деякого часу. Сьогодні основні зусилля щодо збереження біорізноманіття передбачають законодавчі підходи до регулювання поведінки людей та корпорацій, відведення заповідних територій та відновлення середовища існування.
Зміна поведінки людини
Законодавство було прийнято для захисту видів у всьому світі. Законодавство включає міжнародні договори, а також національні та державні закони. Конвенція про міжнародну торгівлю видами дикої фауни і флори, що знаходяться під загрозою зникнення (СІТЕС), набула чинності в 1975 році. Договір та національне законодавство, яке його підтримує, забезпечує правову базу для запобігання транспортуванню «перерахованих» видів через кордони країн, тим самим захищаючи їх від спіймання або вбивства, коли мета передбачає міжнародну торгівлю. Перерахованих видів, які охороняються договором, налічують близько 33 000. Договір обмежений у своїй досяжності, оскільки він стосується лише міжнародного переміщення організмів або їх частин. Вона також обмежена можливостями або готовністю різних країн виконувати договір і підтримуюче законодавство. Незаконна торгівля організмами та їх частинами, ймовірно, є ринком у сотні мільйонів доларів.
У багатьох країнах існують закони, які захищають зникаючі види та регулюють полювання та рибальство. У Сполучених Штатах Закон про вимираючі види (ESA) був прийнятий в 1973 році. Коли вид, що знаходиться в групі ризику, перераховані Законом, Служба риби та дикої природи США зобов'язана за законом розробити план управління для захисту виду та повернення його до стійких чисел. ESA та інші, як це в інших країнах, є корисним інструментом, але він страждає, оскільки часто важко отримати список видів або отримати ефективний план управління на місці після того, як вид буде перерахований.
Закон про Договір про мігруючих птахів (MBTA) - це угода між Сполученими Штатами та Канадою, яка була підписана в законі в 1918 році у відповідь на зниження північноамериканських видів птахів, викликаних полюванням. В даний час Закон перераховує понад 800 охоронюваних видів. Це робить незаконним турбувати або вбивати охоронюваних видів або поширювати їх частини (значна частина полювання на птахів у минулому була за їх пір'ям). Прикладами охоронюваних видів є північні кардинали, червонохвостий яструб та американський чорний гриф.
Очікується, що глобальне потепління стане основним драйвером втрати біорізноманіття. Багато урядів стурбовані впливом антропогенного глобального потепління, насамперед на їх економіку та продовольчі ресурси. Оскільки викиди парникових газів не поважають національні кордони, зусилля щодо їх стримування є міжнародними. Міжнародна реакція на глобальне потепління була неоднозначною. Кіотський протокол, міжнародна угода, яка вийшла з Рамкової конвенції Організації Об'єднаних Націй про зміну клімату, яка зобов'язувала країни скоротити викиди парникових газів до 2012 року, була ратифікована деякими країнами, але відхилена іншими. Дві країни, які мали особливо важливе значення з точки зору свого потенційного впливу, які не ратифікували Кіотський протокол, були США та Китай. Деякі цілі щодо скорочення викидів парникових газів були досягнуті та перевищені окремими країнами, але у всьому світі зусилля щодо обмеження виробництва парникових газів не увінчаються успіхом. Переузгоджений договір 2016 року, який називається Паризькою угодою, знову об'єднав країни, щоб вжити значущих дій щодо зміни клімату. Але, як і раніше, деякі нації неохоче беруть участь. Новообраний президент Трамп зазначив, що відкликає підтримку Сполученими Штатами угоди.
Консервація в пресервах

Створення дикої природи та екосистемних заповідників є одним із ключових інструментів у зусиллі щодо збереження (рис.5.5.4). Заповідник - це ділянка землі, відведена з різним ступенем захисту для організмів, які існують в межах заповідника. У 2003 році Всесвітній конгрес парків МСОП підрахував, що 11,5 відсотка земної поверхні була покрита заповідниками різного роду. Ця територія велика, але представляє лише 9 з 14 визнаних основних біомів, і дослідження показали, що 12 відсотків усіх видів живуть поза заповідниками.
Гаряча точка біорізноманіття - це концепція збереження, розроблена Норманом Майерсом у 1988 році. Гарячі точки - це географічні райони, які містять велику кількість ендемічних видів. Метою концепції було виявлення важливих місць на планеті для зусиль по збереженню, свого роду збереження сортування. Захищаючи гарячі точки, уряди здатні захистити більшу кількість видів. Початкові критерії гарячої точки включали наявність 1500 і більше видів ендемічних рослин і 70 відсотків площі, порушеної людською діяльністю. Зараз існує 34 гарячі точки біорізноманіття (рис.5.5.5), які містять велику кількість ендемічних видів, які включають половину ендемічних рослин Землі.

Були проведені великі дослідження оптимальних конструкцій збереження для підтримки біорізноманіття. Фундаментальні принципи, що стоять за більшою частиною досліджень, походять від насіннєвої теоретичної роботи Роберта Макартура та Едварда Вілсона, опублікованої в 1967 році на біогеографії острова. 1 Ця робота прагнула зрозуміти фактори, що впливають на біорізноманіття на островах. Збереження заповідників можна розглядати як «острови» середовища проживання в межах «океану», що не є середовищем існування. Загалом, великі заповідники кращі, оскільки вони підтримують більше видів, включаючи види з великими домашніми ареалами; вони мають більшу площу ядра оптимального середовища проживання для окремих видів; у них більше ніш для підтримки більшої кількості видів; і вони приваблюють більше видів, оскільки їх можна знайти та досягти легше. Один великий заповідник кращий за ту ж площу декількох менших заповідників, оскільки за межами заповідника є більше основних середовищ існування, на які не впливають менш гостинні екосистеми. З цієї ж причини консерви у формі квадрата або кола будуть краще, ніж консерви з багатьма тонкими «руками». Якщо заповідники повинні бути меншими, то забезпечення коридорів дикої природи (вузькі смуги захищеної землі) між двома заповідниками важливо, щоб види та їх гени могли переміщатися між ними. Всі ці фактори враховуються при плануванні характеру заповідника перед відведенням землі.
На додаток до фізичних специфікацій заповідника, існують різні нормативні акти, пов'язані з використанням заповідника. Вони можуть включати в себе все, що завгодно від видобутку деревини, видобутку корисних копалин, регульованого полювання, житла людини та неруйнівного відпочинку людини. Багато рішень щодо включення цих інших видів використання приймаються на основі політичного тиску, а не міркувань щодо збереження. З іншого боку, в деяких випадках політика захисту дикої природи була настільки суворою, що корінне населення, яке живе, було вимушено з родових земель, які потрапили в заповідник. В інших випадках, навіть якщо заповідник призначений для захисту дикої природи, якщо захист не є або не може бути застосований, статус заповідника матиме мало значення в умовах незаконного браконьєрства та видобутку деревини. Це поширена проблема з консерваціями в тропіках.
Зміна клімату створить неминучі проблеми з розташуванням заповідників, оскільки види всередині них мігрують у вищі широти, оскільки середовище проживання заповідника стає менш сприятливим. Планування впливу глобального потепління на майбутні консерви або додавання нових консервів для врахування змін, очікуваних від глобального потепління, триває, але буде настільки ж ефективним, як точність прогнозів впливу глобального потепління на майбутні середовища існування.
Нарешті, можна зробити аргумент, що консерватори зміцнюють культурне сприйняття того, що люди відокремлені від природи, можуть існувати поза нею і можуть діяти лише способами, які завдають шкоди біорізноманіттю. Створення заповідників зменшує тиск на діяльність людини поза заповідниками, щоб бути стійкими та не завдають шкоди біорізноманіттю. Зрештою, політичний, економічний та людський демографічний тиск погіршить та зменшить розмір консервації, якщо діяльність поза ними не буде змінена, щоб бути менш шкідливою для біорізноманіття.
Відновлення середовища проживання
Відновлення середовища проживання - це процес повернення території до природного стану, перш ніж на неї вплинули руйнівні дії людини. Він має значні обіцянки як механізм збереження або відновлення біорізноманіття. Повторне введення вовків, найвищого хижака, до Єллоустонського національного парку в 1995 році призвело до різких змін в екосистемі, що збільшило біорізноманіття. Вовки (рис.5.5.6) Функція придушення популяцій лосів і койотів і забезпечити більш рясні ресурси для згубних. Зменшення популяцій лосів дозволило відновити рослинність прибережних (райони вздовж берегів струмка або річки) районів, що збільшило різноманітність видів у цьому середовищі існування. Скорочення популяції койотів вовками збільшило видобуток, які раніше пригнічувалися койотами. У цьому середовищі існування вовк є ключовим видом, що означає вид, який відіграє важливу роль у підтримці різноманітності в екосистемі. Видалення виду ключових каменів з екологічної спільноти спричиняє крах різноманітності. Результати Єллоустонського експерименту свідчать про те, що ефективне відновлення виду ключових каменів може мати ефект відновлення біорізноманіття в громаді. Екологи аргументували за ідентифікацію видів трапецеїдальних каменів, де це можливо, та зосередити зусилля щодо захисту на цих видах. Має сенс повернути види ключових каменів до екосистем, де вони були видалені.

Інші масштабні реставраційні експерименти передбачають видалення греблі. У Сполучених Штатах з середини 1980-х років багато старіючих дамб розглядаються для видалення, а не для заміни через зміну переконань про екологічну цінність сипучих річок. Виміряні переваги видалення греблі включають відновлення природним коливанням рівня води (часто метою гребель є зменшення варіації річкових потоків), що призводить до збільшення різноманітності риб та поліпшення якості води. Очікується, що на тихоокеанському північному заході США проекти видалення греблі збільшать популяцію лосося, який вважається ключовим видом, оскільки він транспортує поживні речовини до внутрішніх екосистем під час щорічних нерестових міграцій. В інших регіонах, таких як узбережжя Атлантичного океану, видалення греблі дозволило повернути інші нерестові анадромні види риб (види, які народжуються в прісній воді, більшу частину життя живуть у солоній воді та повертаються до прісної води на нерест). Деякі з найбільших проектів видалення греблі ще не відбулися або відбулися занадто недавно для вимірювання наслідків, таких як гребля Ельва на Олімпійському півострові штату Вашингтон. Масштабні екологічні експерименти, які складають ці проекти видалення, нададуть цінні дані для інших проектів греблі, призначених для видалення або будівництва.
Роль зоопарків і розведення в неволі
Зоопарки прагнули відігравати певну роль у зусиллі щодо збереження як через програми розведення неволі, так і освіти (Малюнок5.5.7). Продовжується трансформація місій зоопарків від колекційних та виставкових приміщень до організацій, які присвячені збереженню. Загалом, було визнано, що, за винятком деяких конкретних цільових випадків, програми розведення неволі для зникаючих видів неефективні і часто схильні до невдач, коли вид знову впроваджується в дику природу. Зоопарки занадто обмежені, щоб споглядати програми розведення в неволі для кількості видів, які зараз знаходяться під загрозою. Освіта, з іншого боку, є потенційним позитивним впливом зоопарків на зусилля з охорони природи, особливо враховуючи глобальну тенденцію до урбанізації та, як наслідок, скорочення контактів між людьми та дикою природою. Було проведено ряд досліджень, щоб подивитися на ефективність зоопарків щодо ставлення та дій людей щодо збереження, і в даний час результати, як правило, змішані.

Пропоноване додаткове читання:
Патерніті. 2017 рік. Чи повинні ми вбивати тварин, щоб врятувати їх? Національний географічний. Жовтень.
Ця стаття в National Geographic розглядає чи ні спорт полювання вигоди збереження дикої природи.
Дописувачі та атрибуція
- Збереження біорізноманіття OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0. Модифікований з оригіналу Метью Р. Фішер.